電去離子過程中離子交換樹脂選用研究.pdf

1、電去離子(Electrodeionization，EDI)作為一種環(huán)保節(jié)能的超純水制備技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。EDI裝置在形式上看，是在電滲析器的隔板中填充離子交換樹脂，在直流電場的作用下同時(shí)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的去離子和離子交換樹脂的連續(xù)電再生過程。它集離子交換和電滲析的優(yōu)點(diǎn)為一體，解決了化學(xué)藥劑污染環(huán)境的問題，同時(shí)具有更高的水資源利用率。
　　 目前，隨著各領(lǐng)域?qū)兯|(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)EDI產(chǎn)水有了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。要提高EDI設(shè)備的出

2、水品質(zhì)，關(guān)鍵是要解決弱電解質(zhì)的去除問題。因此，如何有效去除溶液中的弱電解質(zhì)物質(zhì)成了純水制備領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一。分析EDI技術(shù)本質(zhì)，其工作原理主要包括三個(gè)方面:離子被樹脂交換截留、直流電場作用下離子選擇性遷移、離子交換樹脂電再生，這三個(gè)方面都和離子交換樹脂直接相關(guān)。離子交換樹脂在整個(gè)EDI過程中起了橋梁和媒介的作用，通過電再生保證去離子過程的連續(xù)進(jìn)行。所以，樹脂的性能對(duì)于整個(gè)EDI裝置的作用舉足輕重。
　　 本實(shí)驗(yàn)從離子交換樹

3、脂基本性質(zhì)出發(fā)，考察了不同骨架樹脂對(duì)弱電解質(zhì)的吸附等溫線、最大吸附量和吸附動(dòng)力學(xué)曲線，以及在電場作用下對(duì)弱電解質(zhì)的去除效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　 1.在沒有外加電場時(shí)，離子交換樹脂對(duì)于弱電解質(zhì)吸附的特征主要是:a）.強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂在稀溶液中對(duì)弱電解質(zhì)NH4+的吸附性能與其骨架特征無關(guān);b）.凝膠型樹脂對(duì)NH4+離子的最大吸附量明顯高于大孔型樹脂;c）.凝膠型樹脂的吸附動(dòng)力學(xué)曲線比大孔型樹脂更快達(dá)到平衡，且平衡吸附量明顯大于

4、大孔型樹脂;d）.大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂對(duì)弱電解質(zhì)SiO32-離子具有更好的吸附特性;e）.兩種陰離子交換樹脂對(duì)SiO32-的最大吸附量實(shí)驗(yàn)均未能表現(xiàn)出明顯的吸附特性;f）.大孔型陰離子交換樹脂對(duì)弱電解質(zhì)SiO32-的吸附性能優(yōu)于凝膠型陰離子交換樹脂。
　　 2.將樹脂置于電場環(huán)境中，觀察不同骨架類型樹脂對(duì)弱電解質(zhì)離子的吸附特性，主要結(jié)論如下:a）.隨著電壓的增大，兩類離子交換樹脂處理弱電解質(zhì)體系的電流增長速率也增大，且變化趨

5、勢相似;b).作用時(shí)間對(duì)樹脂吸附弱電解質(zhì)的影響基本相同，出水中弱離子化雜質(zhì)濃度均為先下降，之后略有上升，最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的過程;c）.大孔型混合離子交換樹脂陰陽比例為2∶1時(shí)，去除NH4+離子效果最好，凝膠型混合離子交換樹脂陰陽比例為1∶1和1∶2時(shí)，處理NH4+離子的效果較好;d）.大孔型混合離子交換樹脂陰陽比例為1∶1和2∶1時(shí)，處理SiO32-離子效果好;而凝膠型混合離子交換樹脂則是在陰陽比例為1∶1和1∶2時(shí)，處理效果較好。